汽輪機變負荷運行時的經(jīng)濟運行方式研究

劉淑鑫

(哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150001)

汽輪機變負荷運行時的經(jīng)濟運行方式研究

劉淑鑫

(哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150001)

汽輪機的使用比較廣泛，節(jié)約汽輪機運行使用的燃料和水，能夠有效提高其經(jīng)濟性，增加汽輪機使用單位的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在汽輪機的實際運行中，主要應(yīng)從強化機組凝汽器真空性能、運行中保持額定負荷、確保機組回?zé)嵯到y(tǒng)正常工作、強化生產(chǎn)管理等幾個方面入手，綜合改善汽輪機的運行經(jīng)濟效益，確保汽輪機的安全運行。

汽輪機；負荷運行；經(jīng)濟運行；方式

1 汽輪機不同運行方式的介紹

影響汽輪機運行經(jīng)濟性的因素主要有系統(tǒng)設(shè)計、運行環(huán)境、設(shè)備工況、運行方式和運行人員技術(shù)水平等，其中運行方式可以人為調(diào)節(jié)，不同運行方式對汽輪機的影響也不同。汽輪機在低負荷狀態(tài)下的運行方式主要有兩種：一種是定壓運行方式，另一種是滑壓運行方式。

汽輪機在正常運行時，主蒸汽壓力是會隨著負荷的變化而變化，一般保持一定的額定壓力運行，這被稱為定壓運行。定壓運行方式主要采用噴嘴配汽和節(jié)流配汽兩種方式，節(jié)流配汽在調(diào)節(jié)時主要針對調(diào)速汽門進行節(jié)流，然后降低主蒸汽壓力，直到降到所需負荷為止，而噴嘴配汽需要通過4個或8個調(diào)速汽門改變進汽量，節(jié)流只設(shè)置在一個閥門上。定壓運行的節(jié)流配汽運行方式特點是：第一，在允許負荷范圍內(nèi)，主蒸汽壓力值不會受到影響。第二，在部分負荷運行條件下，隨著調(diào)速汽門節(jié)流的增大，汽輪機組相應(yīng)損耗隨之增多。第三，應(yīng)用定壓節(jié)流的配汽方式，在結(jié)構(gòu)上沒有用到調(diào)節(jié)級，在設(shè)計和制造時相對簡單。第四，流量在發(fā)生變化時，各級的溫度沒有改變，因此，對負荷變化有很好的適應(yīng)性。

2 影響汽輪機運行經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素

2.1 汽輪機真空系統(tǒng)運行狀態(tài)的影響

汽輪機要達到最佳的運行狀態(tài)，需要真空系統(tǒng)正常運行，并且在滿足額定進汽量的情況下，才能保證汽輪機進入最佳的運行狀態(tài)。若是真空度降低，其中的蒸汽含量會逐漸減少，導(dǎo)致汽輪機的運行質(zhì)量下降，若想使汽輪機恢復(fù)正常工作狀態(tài)，則需要增加真空系統(tǒng)內(nèi)的進汽量，這會增加汽輪機的蒸汽量損耗，導(dǎo)致汽輪機的經(jīng)濟效益下降。

2.2 負荷的影響

汽輪機只有在保持額定負荷的情況下，確保運行相關(guān)參數(shù)在合理范圍內(nèi)，才能有效保證其在最佳經(jīng)濟狀態(tài)下運行。但是，汽輪機在運行過程中，若是偏離額定負荷或是超出運行參數(shù)范圍，運行狀況就會發(fā)生嚴重變化，導(dǎo)致汽輪機運行損耗加大，降低汽輪機運行的經(jīng)濟效益。

2.3 汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)的影響

影響回?zé)嵯到y(tǒng)正常運行的因素較多，若是出現(xiàn)支路泄露、停運或無水運行等情況，會導(dǎo)致回?zé)嵯到y(tǒng)運行異常，使上一級的部分蒸汽流入下一級，增加冷源方面的損失，此時，需要加大對熱量的吸收，增加回?zé)嵯到y(tǒng)的運行成本，降低了汽輪機運行的經(jīng)濟性。

2.4 汽輪機運行管理制度存在不足

對汽輪機沒有實施有效的管理方式，使其運行或維護、保養(yǎng)等方面出現(xiàn)不足，影響汽輪機的使用壽命和性能，增加汽輪機的維修工作，導(dǎo)致汽輪機出現(xiàn)嚴重故障。因此，在實際工作中，應(yīng)強化汽輪機的管理工作，提高其使用性能和壽命。

3 調(diào)節(jié)方式的差異對經(jīng)濟性的影響

汽輪機在變負荷運行時，會隨著運行方式的不同，機組各級的壓力、溫度和效率也會有不同程度的區(qū)別，導(dǎo)致給水泵或凝汽器等設(shè)備的工況發(fā)生一定的變化，相應(yīng)的，汽輪機運行的經(jīng)濟性也會隨之受到影響。不同的運行方式對機組內(nèi)的效率、循環(huán)熱效率和給水泵都會造成一定的影響。

滑壓運行方式機組的主蒸汽溫度是一個定值，雖然汽輪機組受到壓力和流量的影響，隨著負荷的減小而減小，但是最終的新汽容積量始終維持在一個定值內(nèi)，所以新汽的容積量不會發(fā)生改變，而各級噴嘴和動葉出口的流速也不會發(fā)生變化，最終導(dǎo)致內(nèi)效率發(fā)生改變，噴嘴配汽定壓運行方式在部分負荷運行狀態(tài)下的調(diào)節(jié)級數(shù)比偏離設(shè)計的最佳值，對效率產(chǎn)生一定的影響。

一般條件下，在部分負荷運行條件下的滑壓運行機組的鍋爐，平均吸熱溫度會隨著吸熱壓力的下降而下降，冷源平均放熱的溫度可以在一定程度上保持不變，這樣會使理想狀態(tài)下的循環(huán)效率低于定壓運行機組的理想循環(huán)效率，這種差距是由多種因素共同作用的，包括設(shè)計時的初壓、再熱壓力和主蒸汽溫度等。

大功率的機組在運行時，給水泵的耗功占主機功率的比重會隨著蒸汽參數(shù)的增加而增加，蒸汽參數(shù)越高，給水泵占主機功率的比重就會越大。在滑壓運行時，給水泵在部分負荷下的耗功會減小。超過初壓臨界值的機組，當(dāng)設(shè)計的負荷值減小時，滑壓運行方式要比定壓運行經(jīng)濟，并且負荷下降得越多，滑壓運行方式越經(jīng)濟。低于初壓臨界值的機組，只有在負荷下降到一定值時，采用滑壓運行方式才經(jīng)濟，運行負荷越低，滑壓運行方式下的機組越能接受到給水泵耗功減少的補償，所以先定壓后滑壓運行的方式最經(jīng)濟。

4 提高汽輪機運行的經(jīng)濟性

4.1 強化機組凝汽器真空性能

第一，在汽輪機進入工作狀態(tài)之前，進行凝汽器真空嚴密性測試，及時解決出現(xiàn)的故障，保證真空系統(tǒng)可以正常運行。第二，對真空系統(tǒng)進行詳細的檢查，若是存在不足，則及時解決。第三，調(diào)整工作系統(tǒng)的供汽壓力，避免出現(xiàn)蒸汽泄露的現(xiàn)象，影響真空系統(tǒng)的運行經(jīng)濟效益。第四，清洗凝汽膠球，保證其整潔度，提高真空系統(tǒng)的嚴密性，確保真空系統(tǒng)正常運行，減小運行中的能量消耗，提高經(jīng)濟效益。第五，將射水池的水溫始終保持在較低的情況下，保證真空系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行，進而增加汽輪機的運行經(jīng)濟性。

4.2 運行中保持額定負荷

汽輪機在運行過程中，應(yīng)注意維持在允許的額定負荷范圍內(nèi)，避免數(shù)據(jù)的偏離，加大汽輪機運行過程中的能量損耗。保持在額定負荷之內(nèi)，應(yīng)盡量將運行中的汽輪機進汽調(diào)節(jié)閥全部開啟，減少蒸汽損失，進而提高汽輪機的運行經(jīng)濟性。在使用汽輪機之前，應(yīng)詳細閱讀使用說明，了解其使用過程中的注意事項及額定負荷等情況，綜合汽輪機的使用規(guī)則，使其正常運行，提高汽輪機運行的經(jīng)濟性。其中，滿足汽輪機的額定負荷進行工作，是提高其運行經(jīng)濟性的主要措施。

4.3 確保機組回?zé)嵯到y(tǒng)正常工作

第一，強化供水溫度對比工作。通過水溫判斷回?zé)嵯到y(tǒng)的工作狀態(tài)，并使其處于正常運行的工作狀態(tài)，提高回?zé)嵯到y(tǒng)的經(jīng)濟性。第二，確保加熱器處于有水運行的狀態(tài)。第三，對加熱器的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，盡量在汽輪機停止運行的時間內(nèi)解決加熱器的運行故障，保證汽輪機的正常運行。第四，記錄回?zé)嵯到y(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析，若是存在不足，則及時處理，保證回?zé)嵯到y(tǒng)的正常運行。

4.4 強化生產(chǎn)管理

第一，提高汽輪機使用單位管理人員的經(jīng)濟意識和節(jié)能環(huán)保意識，促使其在工作中積極宣傳節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟理念。第二，建立完善的汽輪機生產(chǎn)管理制度，使工作人員在使用或維修養(yǎng)護工作中有充足的依據(jù)，提高汽輪機的性能，提高汽輪機運行的經(jīng)濟性。第三，依據(jù)完善的生產(chǎn)管理制度，減少或是避免汽輪機使用中的錯誤操作，減少運行的成本投入，有效提高汽輪機運行的經(jīng)濟效益。各崗位之間要加強溝通，及時了解汽輪機的運行狀態(tài)，并調(diào)整生產(chǎn)計劃，確保汽輪機的運行安全和經(jīng)濟性。

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Studyontheeconomicoperationmodeofturbineundervariableloadoperation

LIU Shu-xin

(Harbin Thermoelectric Co., Ltd., Harbin 150001, China)

The turbine is widely used, saving the fuel and water used by steam turbine operation, which can effectively improve its economy, increase the economic benefits of turbine units and realize the strategy of sustainable development. In the actual operation of the steam turbine, it is mainly necessary to strengthen the condenser vacuum performance of the steam turbine, maintain the rated load during operation, ensure the normal operation of the heat recovery system of the steam generator, strengthen the production management, and comprehensively improve the economic benefits of operation of the steam turbine to ensure the safe operation of steam turbine.

Steam turbine; Load operation; Economic operation; Mode

TK269.1

A

1674-8646(2017)21-0006-02

2017-09-29